Czym jest PLA?
Kwas polimlekowy, znany również jako PLA (kwas polimlekowy), to termoplastyczny monomer otrzymywany z odnawialnych źródeł organicznych, takich jak skrobia kukurydziana, trzcina cukrowa lub miąższ buraczany.
Mimo że jest to taki sam rodzaj plastiku, jak poprzednie tworzywa sztuczne, jego właściwości sprawiają, że jest to surowiec odnawialny, co czyni go bardziej naturalną alternatywą dla paliw kopalnych.
PLA jest neutralny pod względem emisji dwutlenku węgla, jadalny i biodegradowalny, co oznacza, że w odpowiednich środowiskach może ulec całkowitemu rozkładowi, zamiast rozpadać się na szkodliwe mikroplastiki.
Ze względu na swoją zdolność do rozkładu, jest powszechnie stosowany jako materiał opakowaniowy do biodegradowalnych toreb plastikowych, słomek, kubków, talerzy i zastawy stołowej.
Mechanizm degradacji PLA
PLA ulega niebiologicznej degradacji poprzez trzy mechanizmy:
Hydroliza: Grupy estrowe w łańcuchu głównym ulegają rozbiciu, co powoduje zmniejszenie masy cząsteczkowej.
Rozkład termiczny: złożone zjawisko, w wyniku którego powstają różne związki, takie jak lżejsze cząsteczki, liniowe i cykliczne oligomery o różnej masie cząsteczkowej oraz laktyd.
Fotodegradacja: Promieniowanie ultrafioletowe może powodować degradację. Jest to główny czynnik narażający kwas polimlekowy na działanie promieni słonecznych w tworzywach sztucznych, opakowaniach i zastosowaniach foliowych.
Reakcja hydrolizy jest następująca:
-COO- + H 2 O → -COOH + -OH
Szybkość degradacji jest bardzo powolna w temperaturze otoczenia. Badanie z 2017 roku wykazało, że PLA nie uległ żadnej utracie jakości w ciągu roku w wodzie morskiej o temperaturze 25°C (77°F), jednak badanie nie mierzono rozkładu ani absorpcji wody przez łańcuchy polimerowe.
Jakie są obszary zastosowań PLA?
1. Dobra konsumpcyjne
PLA jest stosowany w różnych dobrach konsumpcyjnych, takich jak naczynia jednorazowego użytku, torby na zakupy w supermarketach, obudowy urządzeń kuchennych, a także laptopy i urządzenia przenośne.
2. Rolnictwo
PLA jest stosowany w postaci włókien do produkcji jednowłóknowych żyłek wędkarskich oraz siatek do zwalczania roślinności i chwastów. Wykorzystywany jest do produkcji worków z piaskiem, doniczek, pasów mocujących i lin.
3. Leczenie medyczne
PLA można rozłożyć na nieszkodliwy kwas mlekowy, dzięki czemu nadaje się do stosowania w sprzęcie medycznym w postaci kotwic, śrub, płytek, kołków, prętów i siatek.
Cztery najczęstsze możliwe sytuacje złomowania
1. Recykling:
Może to być recykling chemiczny lub mechaniczny. W Belgii firma Galaxy uruchomiła pierwszy zakład pilotażowy do recyklingu chemicznego PLA (Loopla). W przeciwieństwie do recyklingu mechanicznego, odpady mogą zawierać różne zanieczyszczenia. Kwas polimlekowy można odzyskiwać chemicznie w postaci monomerów poprzez polimeryzację termiczną lub hydrolizę. Po oczyszczeniu monomery można wykorzystać do produkcji surowego PLA bez utraty ich pierwotnych właściwości.
2. Kompostowanie:
PLA może ulegać biodegradacji w warunkach kompostowania przemysłowego, najpierw poprzez hydrolizę chemiczną, następnie poprzez rozkład mikrobiologiczny, a na końcu degradację. W warunkach kompostowania przemysłowego (58°C (136°F)) PLA może częściowo (około połowy) rozłożyć się na wodę i dwutlenek węgla w ciągu 60 dni, a pozostała część rozkłada się znacznie wolniej, w zależności od krystaliczności materiału. W środowisku bez odpowiednich warunków rozkład będzie bardzo powolny, podobnie jak w przypadku tworzyw sztucznych niebiologicznych, które nie rozłożą się całkowicie przez setki, a nawet tysiące lat.
3. Spalanie:
PLA można spalać bez wytwarzania chemikaliów zawierających chlor lub metali ciężkich, ponieważ zawiera on jedynie atomy węgla, tlenu i wodoru. Spalanie odpadowego PLA generuje 19,5 MJ/kg (8368 btu/funt) energii bez pozostawiania jakichkolwiek pozostałości. Ten wynik, wraz z innymi odkryciami, wskazuje, że spalanie jest przyjazną dla środowiska metodą przetwarzania odpadów kwasu polimlekowego.
4. Składowisko odpadów:
Chociaż PLA może trafiać na wysypiska śmieci, jest to najmniej przyjazny dla środowiska wybór, ponieważ materiał ten ulega powolnej degradacji w temperaturze otoczenia, zazwyczaj tak wolno jak inne nieulegające degradacji tworzywa sztuczne.
Czas publikacji: 20-11-2024